Správně provedené zateplovací systémy slouží nejen ke zlepšení životních podmínek v interiéru, ale snižují samozřejmě také energetickou náročnost budovy a výrazně ovlivňují vzhled budovy. Fasáda by měla být zhotovena vždy z prvků v rámci jednoho zateplovacího systému. Zateplovací systémy fasád se provádějí ve dvou základních provedeních: odvětrávaný systém a kontaktní zateplovací systém.
Odvětrávaný systém
Větrané fasády v porovnání s kontaktním zateplovacím systémem (ETICS) mají mírnější průběh z hlediska roční bilance teplot uvnitř konstrukce a dobře odvádí vlhkost z obvodového pláště. Odvětrávaný systém je založen na principu, kdy se na obvodovou zeď připevní nosná kostra, tvořená z vodorovných prvků, které mají mezi sebou vzdálenost stejnou, jako je šířka izolace. Výška prvků musí odpovídat tloušťce izolačních desek, která se doporučuje okolo 100 mm. Mezi tyto vodorovné profily se vloží desky tepelné izolace (nejčastěji z minerální vaty, která musí být hydrofobní - odpuzující vodu, nebo z celulózových desek). Mohou se přichytit plastovými talířovými hmoždinkami. V tomto případě posuzujeme fasádu z hlediska tepelně-izolačních vlastností jako celek až k provětrávané mezeře. Provětrávané fasády bývají provedeny ve dvou formách. Buď jako ochranné systémy, což znamená bez vrstvy tepelné izolace, nebo je o tepelně-izolační fasádní systém.
Vzduchová mezera a proudění vzduchu
Právě mezera je nejdůležitějším prvkem celé konstrukce. Jelikož v ní musí proudit vzduch, měla by její tloušťka být minimálně 20 mm, ale pouze do výšky 3 m. Standardně se uvádí tloušťka 30 - 40 mm. Správné provětrávání zajišťuje mezera tl. min 40 mm po celé výšce fasády (někteří výrobci uvádějí i tloušťku vzduchové vrstvy min. 30 mm). U ostění, nadpraží a dalších částí do výšky 1 patra (maximálně však 3,05 m) lze připustit větranou mezeru min. 20 mm. Šířka vzduchové mezery se u běžného obkladu rodinného domu zpravidla pohybuje od 4 do 8 centimetrů.
Do třívrstvé vnitřní stěny může vlhkost proniknout buď odpařováním z domu, jakož i v důsledku srážek. Zvláště v zimě, kdy dochází k mínusovým teplotám a v místnosti je teplota plusová, dochází uvnitř stěny ke kondenzaci - takzvaný "rosný bod". Zvlhčování konstrukčních a izolačních materiálů snižuje tepelně izolační vlastnosti a vede k biologické korozi stěn. Optimální větrání by mělo umožnit rychlé odpařování vody. Za tímto účelem se do třívrstvé stěnové konstrukce vkládá vzduchová mezera, jejíž šířka je obvykle od 2 do 4 cm.
Pokud se do mezery dostane vlhkost z interiéru, díky proudění vzduchu v mezeře je rychle odpařena a izolace o to rychleji může vysychat. Abychom zajistili všechny funkce, které od provětrávané fasády požadujeme, musí vzduch v mezeře proudit. Rychlost proudění je 0,5 - 1 m/s. Díky této rychlosti dochází zpravidla k laminárnímu proudění. Vzduch v mezeře se ohřívá od vnější fasády (v zimě i vlivem tepelných ztrát z interiéru), stoupá vzhůru a tím dochází k proudění průměrnou rychlostí 0,5-1,0 m.s-1. Teplý vzduch má jednu dobrou vlastnost, absorbuje do sebe výrazně vyšší množství vlhkosti než vzduch studený. Nicméně díky provětrávání se tepelná izolace poměrně rychle vysuší a je opět dokonale tepelně izolačním materiálem. Navíc proudící vzduch odebírá vlhkost i z minerální tepelné izolace, která se do ní difunduje z interiéru přes vlastní nosnou konstrukci (nejvíce v zimním období, ale teoreticky se to děje prakticky kdykoliv, když je teplota exteriéru nižší než interiéru), čímž přispívá ke zdravému vlhkostnímu režimu celé konstrukce.
Čtěte také: Estetika živého plotu
Proudění vzduchu se mění nejen během ročních období, ale i během 24 hodinového cyklu. Vliv slunečního záření na rychlost proudění vzduchu je v takovém případě evidentní. Měřením bylo prokázáno, že se mění v závislosti na počasí, a to až desetinásobně. Během noci proudění téměř ustává. Zajímavý je vliv teplého vzduchu. V souvrství se totiž může vyskytnout během fungování fasády vlhká tepelná izolace. Zejména v létě se brzy ráno mohou na povrchu vysrážet kapky rosy, případně může dojít k zafoukání dešťové vody větrem do meziprostoru. Problém s vlhkostí může nastat také při zateplení starých, špatně izolovaných staveb.
Ventilační otvory a ochrana proti škůdcům
Jelikož se musí přivádět do mezery vzduch a také musí být zajištěn jeho odvod ven, je samozřejmostí vytvoření odváděcích či přiváděcích otvorů. Jejich průřez by měl mít plochu min. 50 cm2 a to na každý metr obkladu. Přiváděcí a odváděcí průřez musí mít plochu minimálně 50 cm2/m. Tyto otvory je dobré z venku uzavřít mřížkou pro zabránění vniku hlodavců či jiných škůdců. Stejně důležité je uspořádání větracích otvorů (prázdné spoje) na horní a dolní straně krycí vrstvy, jejichž celková plocha na každém čtverečném metru by měla být od 350 do 750 mm2. Alternativním řešením pro prázdné spoje jsou speciální krabičky, které umožňují proudění vzduchu zvenku do mezery a naopak. To zaručuje cirkulaci vzduchu po celé délce stěny.
Důležité je dodržení těchto hraničních hodnot, které nemusí nutně znamenat dokonalé provětrání během roku. Obzvláště v místech s větším množstvím sněhu je nutné zajistit dostatečný přívod vzduchu do větrací mezery. Přiváděcí otvory proto umisťujeme nad sokl, aby je napadaný sníh nezasypal. Vnější plášť by měl být dole a nahoře opatřen větracími otvory, např. ve formě volných styčných spár. Nad izolací paty vnějšího pláště vynecháme v první vrstvě cihel volné styčné spáry, který umožní případný odtok kondenzátu. Při realizaci druhé vrstvy je doporučováno do přibližně každé čtvrté styčné spáry vložit mřížku na odvětrání vzduchové mezery, která se vytváří za lícem zdiva.
Obkladové materiály pro odvětrávané fasády
Přes takto vytvořenou odvětrávací mezeru se mohou na svislé prvky uchytit obkladové materiály. Jejich škála je velice rozmanitá, přes různé barvy, struktury, ale i jejich variabilnost, co se týče velikosti. Základními druhy jsou dřevěné obkladové lišty, plastové lišty s povrchovými úpravami, kovové či skleněné obklady, desky z umělého kamene či na bázi vyztužené pryskyřice, keramické desky apod. Pro nosnou konstrukci používáme nejčastěji hliník, ušlechtilé slitiny, či ocel s různou úpravou a dřevěné hranoly. Pro vnější plášť se používají rozmanité způsoby skladby fasádních prvků, rozlišných velikostí, tvarů, struktury a barvy. Široká nabídka obkladových materiálů umožňuje využít pestrou paletu vzorů, barev a vlastností konečné fasády.
Fasádní obklady se prakticky aplikují dvojím způsobem - kontaktně nebo jako součást konstrukce odvětrávaných, tedy zavěšených fasád. Na výběr jsou dřevo, lomový a umělý kámen, beton, pálená keramika, kompozitní materiály, ale i kov (plech), plast a sklo. Všechny mají své přednosti i nedostatky, ovšem výběr by neměl podléhat pouze vkusu.
Čtěte také: Stabilita a životnost plotu
- Lícové cihly: Lícové cihly (např. Terca Klinker - Wienerberger) našly široké uplatnění nejen na fasádách, ale dokonce v moderních interiérech (vnitřní lícové zdivo). U vícevrstvého zdiva, kde tvoří vnější přizdívku, kromě estetické funkce plní hlavně ochrannou roli, garantují dobré tepelně-akustické vlastnosti.
- Obkladové pásky: Sortiment doplňují lícové pásky (např. pásky terca o tl. Podle odborníka na danou problematiku Pavla Korouse ze společnosti Wienerberger lze obkladové pásky lepit přímo na obvodové zdivo bez zateplení (nutno však aplikovat jádrovou omítku nebo stěrku z lepidla), nebo se mohou lepit i na zateplovací systém - polystyren nebo minerální vlnu s kolmým vláknem. Pásky se mohou lepit prakticky na všechny povrchy, jen u dřevostaveb je vhodné zjistit od výrobce skladbu nosných konstrukcí a podle toho případně upravit systém obkladu.
- Obklady Novabrik: K trendům patří i obklady Novabrik v několika variantách. Novabrik Therm je určený pro novostavby a snadno z něj vytvoříte tepelněizolační fasádu s parametry shodnými s 4 cm tepelné izolace. Důmyslný tvar a průřez cihly je velice důležitý pro správný odvod dešťové vody z fasádního pláště a statický příklon cihel k obkládané stěně. Výrobky lze použít jak na nezateplené (jednovrstvé) zdivo, tak na izolované konstrukce.
- Dřevěné obklady: Oblíbeným řešením je kombinace klasické omítané (případně režné cihelné) fasády s dřevěným obkladem. Používá se povrchově upravený nebo přírodní materiál - venkovní palubky. Palubky by měly mít tloušťku minimálně 19 mm (pro překrývanou fasádu alespoň 25 mm) a šířku 80 až 150 mm, boční hrany jsou upraveny pro spojování systémem pero-drážka. Pokud se palubky vzájemně překrývají, každá musí být na rošt připevněna zvlášť (jeden hřebík nesmí procházet skrz dvě palubky), neboť dřevo neustále pracuje a mohlo by dojít k popraskání. K venkovnímu využití se ideálně hodí tepelně upravené dřevo - tzv. thermowood. Používá se například smrk, borovice, méně často modřín. V posledních letech se stále více prosazují exotické dřeviny (bangkirai, tatajuba, massaranduba nebo angelim pedra), disponující značnou tvrdostí, odolností a tím i „bezúdržbovostí“.
- Dřevoplastové obklady: Obkladový systém vnějších stěn Twinson O-Wall sestává z komůrkových obkladových desek z dřevoplastu. Jde o směs dřevní hmoty a polymeru (60 % + 40 % aj.), kdy dřevo dává do vínku autentický přírodní vzhled, PVC pak trvanlivost, odolnost a minimální údržbu. Dutinový fasádní profil je odlehčený, vhodný pro horizontální i vertikální kladení.
- Vláknocementové a cementotřískové desky: Na trhu pak najdete rovněž vláknocementové komponenty s povrchem imitujícím třeba břidlici, kdy se desky kladou na kovový provětrávaný rošt. Nabízejí se i cementotřískové desky, např. obkladové prvky Cetris (63% dřevěná tříska, 25% portlandský cement, voda a přísady) v různých tloušťkách a barevném provedení.
- Hliníkové panely: Střešní a fasádní panel Prefa FX.12 (Prefa Aluminiumprodukte, s. r. o.) je vyroben z vysoce kvalitního hliníku tloušťky 0,7 mm. Je proto nejen velmi lehký (2,3 kg/m2), ale - vzhledem k materiálu - především nerozbitný, tvárný, mimořádně stabilní, korozivzdorný a také bezúdržbový.
- Přírodní kámen: Kámen ve stavebnictví hraje významnou roli odpradávna. Lze jej použít i k obložení obvodového pláště nebo zdůraznění některých fasádních prvků. Rozličné druhy hornin opticky zvýrazňují kresbu a barvy kamene, mnohem důležitější je však způsob zpracování (a těžby) hornin. Tedy zda jde o kámen surový, štípaný nebo řezaný. Používají se různé povrchové úpravy (leštění, broušení, kartáčování, tryskání…), což má velký vliv na výsledný vzhled. Kámen jako ryze přírodní surovina disponuje nenahraditelnými technickými vlastnostmi - tvrdost, mrazuvzdornost, odolnost vůči otěru, vodě a vlhkosti, minimální roztažnost atd. K nejprodávanějším horninám se řadí porfydo z italských Dolomit, tridentský porfyr (patří mezi nejtvrdší a nejodolnější horniny) a tradiční břidlice (má mnoho druhů od černé až po šedou barvu). Pískovec se snadným opracováním (to je ale svým způsobem nevýhoda, neboť hrozí mechanické poškození) má v porovnání s adhezitem, břidlicí nebo žulou vyšší nasákavost.
Výhody odvětrávaných fasád
Provětrávané fasády se vyznačují řadou výhod. K nesporným výhodám řešení patří stálý odvod vlhkosti a zamezení kondenzace vodních par v obvodovém plášti. Konstrukce se dokáže vyrovnat s tepelnou roztažností i určitými nerovnostmi povrchu zdiva. Předností je i rychlá montáž suchou cestou, systém působí jako ochrana proti erozním účinkům a konečně je zde i estetický vzhled fasády. Uplatnění suchých montážních procesů. Díky možnosti řezání desek do libovolných tvarů lze vyhovět architektonickým požadavkům u jakkoli složitých objektů. Fasádu lze čistit tradičními prostředky a postupy.
Chytré fasády a simulace
Koncepce inteligentních fasád vychází z nejnovějších technických poznatků. Inteligentní fasády reagují dynamicky na aktuální klimatické nebo provozní podmínky. Jde především o koncept skleněných fasád, které jsou schopny regulovat propustnost slunečního záření aktuálně dle klimatických podmínek a energetických potřeb objektu (v létě eliminují průchod slunečního záření, v zimě naopak). Regulace propustnosti slunečního záření se děje buďto přímo na úrovni zasklení.
V následujících grafech (Obr. 1., Obr. 2.) můžeme vidět průběh teplot a vliv sluneční radiace a venkovní teploty na teploty vzduchu v mezeře větrané fasády. Data reprezentují vždy dva referenční po sobě následující dny v jednom měsíci daného ročního období. Rozlišujeme dvě hodnoty teplot vzduchu v mezeře pro jeden časový okamžik, a to teplotu v horní části fasády (ve výšce zhruba 14 metrů od spodní části) a teplotu ve spodní části fasády (výška fasády zhruba 0,5 metru). Na grafech je dobře znázorněno, jak velký vliv má sluneční radiace na teplotu uvnitř větrané mezery.
Tabulka tepelných toků procházejících z interiéru do exteriéru, respektive do větrané mezery (Tab. 3) nám poskytne detailnější pohled na simulované tepelné zisky a ztráty v průběhu roku na zadané fasádě. Použité jednotky jsou zde tepelné toky fasády v kW přepočítané pro časové období jednoho měsíce. Proto se zde uvádí jednotka kWh/měsíc, respektive x kWh za 720 h, kde x představuje výstupní hodnotu ze softwaru. Simulované teploty ze softwaru FSVM v následujících grafech (Obr. 6., Obr. 7.) poukazují na fakt, že použití větrané fasády je efektivnější v letních měsících (Obr. 7.) a kontaktní zateplení naopak vykazuje lepší efektivitu v zimních měsících (Obr. 6.). Podle dat z grafu (Obr. 6.) lze dokonce říct, že použitím chytré fasády dosáhneme v poledne simulovaného dne 15. ledna dokonce malé tepelné zisky ze strany fasády po relativně krátký časový okamžik.
Program FSVM se nám prokázal jako efektivní výpočetní nástroj. Vznikl na základě našeho výzkumu, který se zabývá řešením základních otázek spojených s vývojem chytré fasády. Výsledky simulací se do značné míry odpovídají skutečnému stavu, který jsme měřili a zkoumali na fasádě popsané v kapitole 2 této publikace. Program je však stále ve vývoji v oblasti univerzálnosti a přesnosti, aby se mohly jeho výpočty použít na co nejvíc druhů klasických větraných fasád s různými parametry. Nejvýznamnějšími proměnnými činiteli, kteří budou mít vliv na tepelně technické parametry fasády, budou teplota venkovního vzduchu a intenzita sluneční radiace. Naším cílem ve výzkumu a vývoji (mimo zdokonalování softwaru FSVM) dále bude schopnost reagovat na tyto proměnlivé vlivy působící na fasádu v reálném čase a řízení proudění vzduchu jinými způsoby než jen zavření a otevření uzavíracích klapek na vstupu a výstupu vzduchu do vzduchové mezery. Motivem pro vývoj chytré fasády je zajisté úspora energií, která by se v ideálním případě měla rovnat nulové spotřebě.
Čtěte také: OSB desky a stavebnictví
Na základě prezentovaných výsledků lze konstatovat, že proudění vzduchu v mezeře větrané fasády má významný vliv na tepelnou bilanci této konstrukce, a tím i významný přínos pro snižování tepelných ztrát a zisků. Regulace průtoku vzduchu ve větrané mezeře fasády tedy přispívá ke snižování energetické náročnosti daného objektu.
Někteří výrobci uvádějí, že jejich výrobek může být použit pro výrobu třívrstvých stěn bez vzduchové mezery, což charakterizuje, že jsou neabsorbovatelné a odolné vůči vlhkosti. Jiné vyžadují mezery, protože zaručují optimální využití parametrů materiálu. Takže můžete použít vlnu nebo pěnový polystyren, který nevyžaduje větrání. Nicméně je třeba si uvědomit, že vlhkost ovlivňuje také krycí stěnu, zejména spáry.
Normy a předpisy
Dle platné normy ČSN 73 0540 je pro lehkou vnější stěnu doporučená hodnota součinitele prostupu tepla Un ≤ 0,2 W/(m2K) a pro těžkou vnější stěnu Un ≤ 0,25 W/(m2K). To vše v souladu se současnou normou ČSN 73 0540, ke které se vztahují i předpisy zakotvené v zákoně 177/2006 Sb. ze dne 29. března 2006 o hospodaření energií. Norma ČSN 73 1901 udává hodnoty minimální doporučené tloušťky větrané vzduchové mezery pro střechy. Například při sklonu střechy nad 45° je min. doporučená mezera 40 mm.
Kontaktní zateplovací systém
Neodvětrávaný neboli kontaktní zateplovací systém je dalším způsobem, jak snížit tepelné ztráty objektu. Prvním krokem je umístění soklového profilu tvaru „U" do požadované výšky a jeho následné dostatečně pevné přichycení. Na obvodovou zeď se od soklového profilu začnou klást desky tepelné izolace, na které se nanese vrstva lepidla či stěrkové hmoty, díky které desky krásně přilnou na zeď. Pro důkladné uchycení se použijí ještě talířové hmoždinky. Nejčastějšími materiály u těchto typů fasád jsou desky minerálních vláken, expandované či extrudované polystyreny, fenolické desky apod. Tloušťka tepelné izolace závisí na požadavcích investora jaké úspory tepla chce dosáhnout, minimálně by měla mít tloušťku 60 - 100 mm. Na již vytvořenou tepelnou izolaci se nanese další vrstva lepidla či stěrky s vyztužením pomocí síťoviny, pro zabránění vzniku trhlin v omítce. Na druhou stranu, je velice důležité správné provedení celé konstrukce. Tento typ zateplovacího systému je velice oblíbený i z hlediska toho, že si dům zachová původní ráz v podobě omítek. Provětrávaná fasáda toto bohužel většinou neumožňuje.
tags: #sirka #vzduchove #mezery #fasady